木衛二的海洋里到底有哪些秘密？用地震儀去聽聽歐羅巴會告訴我們什麼

文：鄭娟娟

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仰望星空，哪怕在看不見幾顆星星的北京，也常常會看見木星的身影。這顆巨大的氣體行星，是當之無愧的太陽系行星王者，如果木星是空的，23個地球可以在裡面排成一串，超過1000個地球才能將它塞滿。這位行星王者擁有很多衛星，其中有一顆非常著名的衛星，就是木衛二，英文名Europa，譯為歐羅巴，是以希臘神話中的一位美麗的腓尼基公主的名字來命名的。

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自從1610年伽利略發現木衛二至今，人類對這顆衛星的了解還很有限。它的直徑是3140千米，比月球略小一點。木衛一、木衛二、木衛三以4:2:1的比例發生軌道共振，木衛二被鎖定在特定的軌道上經歷潮汐力的作用，因而有一個半球永遠朝向木星。

上個世紀70年代末期，人類的航天器旅行者號造訪了木衛二，帶回了很多重要信息。

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旅行者號發現，這顆行星尺寸的衛星擁有太陽系中最光滑的表面，在光滑的表面上覆蓋著緻密而交錯的裂隙和山脊的網路，這些網路將木衛二表面分割為相互運動的冰板塊。

也就是說，木衛二的表面是冰殼，冰殼下是一個海洋世界。

1995-2003年，美國宇航局伽利略號木星軌道器給人們帶來更多細緻信息。伽利略上的光譜儀對一些裂縫和斷裂處金屬鹽沉積的觀測，提供了木衛二存在海洋的更多證據，這類金屬鹽沉積形成於含鹽海水的蒸發。磁場數據也顯示，木衛二表面下是一個導電體，這也是冰殼下存在含鹽海水的指標。

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目前的數據顯示，木衛二存在全球深海，這個海洋深達100千米，位於10~30公里厚的冰殼下方。

2014年和2016年，哈勃望遠鏡2次觀測到木衛二表面噴發而出的可能羽流物質，兩次看到羽流的位置完全相同。羽流噴發的區域對應於非常溫暖的區域。

　圖片：木衛二上羽流噴發的藝術概念圖。圖片來自NASA

以上是人類對於木衛二，或者說歐羅巴所了解到的情況的簡要介紹。

木衛二的特別之處則在於，基於以上的了解，天體生物學家對木衛二成為人類未來住所的可能性保持興奮。同時，木衛二有來自木星的潮汐能加熱，有來自彗星、小行星撞擊帶來的有機分子，有液態水，越來越多的人猜測，它的海洋里很可能已經有生命棲息其中了。

那麼，怎樣進一步揭開木衛二海洋的奧秘呢？僅靠太空望遠鏡和探測器的觀察無異於隔靴搔癢，不能很好地滿足人類的好奇心和探索欲。於是，一些科學家基於當前的技術提出了一個新的方案，想辦法把地震儀發送到歐羅巴的冰層上去，聽一聽這位「公主」的心跳。

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美國亞利桑那州立大學正在美國宇航局（NASA）的資助下，研製一款特殊的地震儀。這款地震儀將利用歐羅巴的自然潮汐和其他的運動，來探測冰殼的厚度，看一看在冰裡面，是否存在地下湖，並且判斷海洋里的水上升並溢出冰層的頻率以及難易程度。

科學家們做了個形象的比喻，他們打算把一隻「敏感的耳朵」放到歐羅巴的表面上去。

普通的地震儀，必須「小心輕放」，不能經歷顛簸和震動，並且內部某些區域還需要完全的真空環境。亞利桑那州立大學正在研製的這款特殊的地震儀，避免了上述所有問題，甚至不怕在降落時重重地撞擊地表。

怎樣把地震儀送到歐羅巴的冰殼上？科學家們考慮使用著陸器。一個著陸器通常有4到6條腿，如果每一條腿上都攜帶一個地震儀，當著陸器在歐羅巴表面登陸時，地震儀就可以很好地被推入地表，與冰面實現良好接觸。而這正是地震儀有效運行的重要一點——與堅硬的地面連接在一起。

此外，著陸器上會安裝很多感測器，這些感測器將把每一個地震儀的數據組合起來。

那麼，通過這些地震儀，我們會「聽見」歐羅巴發出什麼樣的聲音呢？

科學家說，局部的冰面變形可能會產生非常高的頻率，我們可能會聽見刺耳的爆裂聲和破裂聲；如果是更大尺度的冰殼運動，可能會發出咯吱咯吱聲，或者類似呻吟一樣的聲音。

未來，科學家們希望通過這樣的地震儀來確定液態水在歐羅巴冰殼內的位置，他們想知道，歐羅巴的冰殼到底有多活躍。

而這些問題的答案，對於進一步探索木衛二，以及了解它的宜居性，非常重要。

歐羅巴到底有多活躍？讓我們期待地震儀早日登上它的冰殼，開始更深度的探索。